• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.168-171
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• 2007

The stability of a typical rubble mound breakwater defenced by a submerged structure is investigated using hydraulic experiments. Incident irregular waves are obtained from the Bretschneider-Mistuyasu spectrum. Experiments are carried out for different spacings between two breakwaters (X/d=2-3) and for different relative widths (B/h=0.7-3.0) of the submerged structure. It is observed that a submerged structure of (B/h) of 0.7-3.0 constructed at a seaward distance (X/d) of 2-3 breaks all the incident waves and dissipates energy and breakwater.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.225-228
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• 2008

There are many studies about submerged structures or porous wave absorbers to decrease damage of coast and structures. Submerged structures and porous wave absorber are decreasing energy of incoming wave by reflecting or dissipation with changing depth or with porous rubble mound. This study addresses the reflection and transmission of long wave from a trapezoidal breakwater and a vertical porous wave absorber at the same time. A systematic shape transfer is derived to determine wave reflection and transmission. And periodic solutions are matched at the slope and the front face of the absorber by assuming continuity of pressure and mass. The transmission coefficient is determined as a function of parameters describing the incoming waves, transmitting waves through the trapezoidal breakwater and the absorber characteristics.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.181-190
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• 2010

실 해역에 잠제를 건설할 경우, 잠제 전면과 배후의 평균수위차로 인하여 잠제의 단부를 중심으로 순환류가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 잠제 주변의 평균수위를 조절하여 주변 흐름을 제어할 수 있는 신형식 잠제를 제안하여 그 기능을 검토하는 것을 목적으로 한다. 먼저 3차원 수치모델, LES-WASS-3D를 수리모형실험결과와 비교 검토하여 수치모델의 타당성을 검증한 후, 이 모델을 이용하여 신형식 잠제에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 수치계산결과를 근거로 신형식 잠제 주변의 흐름제어기능에 대해 논의함과 동시에 신형식 잠제 주변의 평균수위분포, 파고분포, 평균류분포에 대해 고찰하였다. 결과로서 본 연구에서 제안한 신형식 잠제는 잠제 배후의 평균수위를 낮추어서 개구부의 이안류를 줄이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.19-28
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• 2005

The present paper outlines the numerical investigation of the incident wave interactions with fully submerged and floating dual double hull pontoon/vertical porous membrane breakwaters. Two dimensional five fluid-domains hydro-elastic formulation was carried out in the context of linear wave body interaction theory to study the wave interaction with the double hull of pontoon-membranes. The submerged circular pontoon is consisted of double hulls, which is filled with water in the void space between the outer structure and inner solid buoyant structure. Hydrodynamic characteristics of the proposed system with dual floating double-hull-pontoons filled with water have been studied numerically for the various incident waves. This study is a beginning stage research for the dual double hull porous pontoons/vertical porous membranes breakwaters which is ideally designed in order to suppress significantly the transmitted and reflected waves simultaneously.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3B호
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• pp.323-334
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• 2008

본 연구는 유체장에 대한 Navier-Stokes방정식과 자유수면을 효과적으로 추적할 수 있는 VOF법을 지배방정식으로 사용하는 수치파동수로를 적용하여 고립파(지진해일)에 대한 이열투과성수중방파제의 파랑제어기능을 수치적으로 검토한다. 고립파의 조파는 수치파동수로의 계산영역내에 설치된 수치조파기(내부조파소스)를 이용하였으며, 구조물에 의한 고립파의 파랑변형을 논한 기존의 연구결과와 본 해석결과를 비교함으로써 본 연구의 타당성을 확인하였다. 이로부터 일렬 및 이열의 투과성수중방파제에 의한 고립파의 파랑변형, 전달율, 반사율 및 에너지플럭스를 포함한 파동장의 변화를 수치시뮬레이션하였다. 비록 한정된 범위의 연구결과이지만, $h_0/h=0.925$($h_0$는 수중방파제의 천단고, h는 수심)를 갖는 이열수중방파제의 경우에 수중방파제 배치간격 $l/L_{eff}>0.4$(여기서, $L_{eff}$는 고립파의 유효거리)의 범위에서 입사파랑의 파고는 이열수중방파제에 의해 약 60%까지 감쇠되는 것을 알 수 있었으며, 일렬수중방파제에 비해 반사율이 약 47%정도로 증가하고, 전달율은 약 18%로 감소하였다. 따라서, 본 연구에서 고립파의 제어를 위해 처음으로 도입되는 투과성이열수중방파제는 일렬의 경우와 대비하여 경제적으로, 그리고 보다 효과적으로 고립파를 제어하는 것을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권3호
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• pp.280-288
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• 2019

A submerged breakwater is one of the coastal structures used to reduce wave energy and coastal erosion. However, a submerged breakwater has a negative aspect in that a strong rip current occurring around an open inlet due to a difference in mean water levels at the front and rear sides of the structure leads to scouring. Such scouring has a bad effect on its stability. In order to eliminate this kind of demerit, this study investigated an artificial reef of the overflow type with openings. We also developed a program where the flows around the artificial reef of the overflow type could be analyzed numerically. An unstructured grid system was used to cover the various geometries, and the level set method was applied to treat the movement of the free surface. To verify these numerical schemes, hydraulic physical tests were performed on the submerged breakwater and double breaking type artificial reef. Then, the wave height and velocity distribution around the reef were examined using the experimental results. Comparisons between the results of hydraulic and numerical tests showed reasonable agreement.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.151-158
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• 2003

잠제 주변의 유속장과 와의 발생에 대한 이해는 잠제의 소파메커니즘과 표사 및 구조물의 안정과 관련하여 중요한 기초자료로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 일정한 경사수역에 설치된 불투과잠제 주변의 유속장의 해석과 와(vortex)서 발생을 수치적으로 모의하기 위해 자유수면의 추적기법인 VOF법에 기초하고 있는 김 등(2001, 2002)이 제안한 2차원 수치파동수로를 이용하였다. 특히, 잠제 주변의 정상류의 해석을 통해 잠제의 기하형상 및 파랑의 입사조건에 따른 와의 발생형태를 고찰하였다. 수치모의 결과 잠제 전면에서는 반시계 방향의 와가 발생하였고 잠제 후면에서는 시계방향의 와가 발생하였으며 와의 크기는 입사파고와 주기에 가장 민감하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권1호
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• pp.61-72
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• 2001

천해영역에서 적용 가능한 동수역학적 수치모형을 이용하여 규칙 입사파군이 수직으로 입사할 때 잠제에 의하여 발생되는 반사와 투과의 거동 특성을 해석하였다. 여러 입사파군 조건에서 계산된 잠제의 반사율과 투과율이 파군의 발달정도를 해석하기 위하여 제시된 변수들의 함수로 표시되었다. 입사파군과 잠제의 반사율 및 투과율의 관계를 정성적으로 해석한 결과, 고파군이 발달될수록 잠제에 의하여 발생되는 입사파랑의 반사율과 투과율의 크기가 감소하는 것으로 나타났다. 특히 파군으로 입사하는 경우의 반사율과 투과율이 단일 파랑으로 입사하는 경우의 반사율과 투과율에 비하여 상대적으로 작게 나타났다. 그러나 고파군과 고파군의 간격에 따른 반사율과 투과율의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 비록 제한적이지만 본 연구에서 해석된 결과에 의하면 파랑 연이음의 평균을 이용할 때 입사파군과 잠제의 반사율 및 투과율의 관계가 가장 잘 해석될 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권2호
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• pp.95-106
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• 1999

마찰의 효과가 고려된 유한 진폭 천수방정식을 이용하여 잠제 주변의 파랑장, 잠제에 의하여 발생되는 반사파와 투과파 뿐만 아니라 시간과 공간에 따른 자유수면 및 흐름의 동수역학적인 거동 특성을 해석할 수 있는 Lax-Wendroff 유한차분 수치모형이 수립되었다. 비선형 규칙파와 고립파가 입사하는 경우에 대한 해석 결과를 기존의 수치해 및 실험자료와 비교하여 수치모형이 만족스럽게 검증되었다. 규칙파에 대한 해석에서 잠제 전면에서 발생되는 반사파와 관련된 시간과 공간에 따른 자유수면의 변화나 흐름특성이 투과파의 그것보다 강하게 발생되는 것으로 나타나, 본 연구에서 해석된 제한적인 조건하에서는 잠제가 외해에서 내습하는 파랑에너지를 효율적으로 차단하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 고립파의경우는 대부분의 파랑에너지가 잠제에 의하여 차단되지 않고 투과되는 것으로 나타났다. 마지막으로 파랑장의 동수역학적인 거동특성으로부터 잠제를 피복하고 있는 피복재의 안전성과 관련된 해석이 간접적으로 수행되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.187-197
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• 2007

연안 구조물을 보호하기 위한 대책의 하나인 수중 구조물의 성능을 검토하기 위하여 수리모형실험을 수행하였다. 기존의 연구에서 효율이 가장 좋은 것으로 알려진 직사각형 형태의 수중 구조물을 사석 경사식 방파제 전면에 설치한 후 다양한 유의파고, 유의주기 및 수중 구조물의 높이에 대하여 반사율과 사석 경사식 방파제 전면에서의 처오름 높이를 도출하였다. 본 연구결과, 반사계수는 유의파고보다 유의주기에 대해 상대적으로 더 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 수중 구조물로 인한 파의 차단 및 쇄파 발생으로 인하여 사석 경사식 방파제 전면에서의 처오름 높이는 ${^{RU}}_{2%}$를 이용하여 계산하면 대략 28% 정도 감소하였고 ${^{RU}}_{33%}$로 계산할 경우 약 26%정도 감소됨을 확인하였다. 전반적으로 반사율이 증가함에 따라 처오름 높이는 증가하는 경향을 보였고, 수중구조물의 높이가 높을수록 반사율은 증가하지만 방파제로 인한 반사파가 수중구조물에 의해 재반사 되므로 결과적으로 처오름 높이는 그다지 감소하지 않음을 보였다. 그러므로 수중 구조물을 설계 및 설치 시 다양한 측면에서 경제성이나 효율성을 충분히 고려할 필요가 있다.